全斷面掘進機（Tunnel Boring Machine，簡稱TBM）作為現代隧道施工的關鍵設備，其設計與應用的靈活性極大地提升了隧道建設的效率與安全性。TBM的多樣化分類反映了其適應不同地質條件與工程需求的能力。本文將從刀盤形狀、開挖斷面形狀、作業巖石硬度以及與洞壁關系四個方面，深入探討TBM的分類方式，以期為工程設計與施工提供參考。
1、 按刀盤形狀的不同分類
TBM的刀盤形狀是其分類中的一個重要維度。平面刀盤TBM是目前最為常見的類型，適用于多種地質條件，其設計簡潔，操作靈活。球面刀盤TBM與錐面刀盤TBM則分別通過其獨特的幾何形狀，提高了在特定地質環境下的切割效率與穩定性。這些不同形狀的刀盤設計，使TBM能夠在不同硬度的巖石中高效作業，確保了隧道開挖的連續性和安全性。
2、 按開挖斷面形狀的不同分類
開挖斷面的形狀直接影響到隧道的結構設計與施工成本。圓形斷面全斷面掘進機是目前應用最為廣泛的類型，其優點在于能夠形成穩定的圓形斷面，便于后續的襯砌作業，同時也有利于地下水的管理。非圓形斷面全斷面掘進機則能夠滿足特殊工程的需求，如矩形斷面適用于城市地下空間的開發，能夠更有效地利用地下空間，減少對地面建筑的影響。
3、 按作業巖石硬度的不同分類
根據作業巖石的硬度，TBM被分為軟巖、中硬巖和硬巖全斷面掘進機。軟巖全斷面掘進機適用于單軸抗壓強度小于100MPa的地質環境，中硬巖全斷面掘進機適用于單軸抗壓強度小于150MPa的巖石，而硬巖全斷面掘進機則能夠應對高達350MPa的巖石硬度，體現了TBM在不同地質條件下的適應性與靈活性。
4、 按全斷面掘進機與洞壁之間的關系分類
開敞式全斷面掘進機與護盾全斷面掘進機是兩種主要的分類。開敞式全斷面掘進機在作業時，掘進機與洞壁之間沒有額外的防護結構，適用于地質條件較為穩定的情況。護盾全斷面掘進機則通過設置護盾來保護掘進機和施工人員，適用于地質條件復雜、不穩定的情況，進一步細分為單護盾、雙護盾和三護盾全斷面掘進機，以適應不同工程的需要。
全斷面掘進機的分類方式多樣，每種分類都反映了其在特定工程環境下的應用優勢。通過合理選擇與應用不同類型的TBM，可以有效提高隧道施工的效率，降低施工風險，是現代隧道工程中不可或缺的重要工具。隨著技術的不斷進步，TBM的設計與應用將更加多樣化，為隧道建設帶來更多的可能性。
